硫化橡胶组合物及用其制造的制品的制作方法

专利名称：硫化橡胶组合物及用其制造的制品的制作方法
技术领域：
本发明描述了硫化橡胶组合物，该组合物具有优异的硬度特性、低温柔韧性、抗磨性、拉伸强度、抗压强度和耐烃化物的性能，而同时保持相对高的摩擦系数，使得当该组合物在两个相对的法兰间被压紧时，在重复拉伸下能保持其在相对的法兰之间的位置。在优选的实施方式中，将该橡胶组合物被合成、成形和然后硫化以用作流体控制阀中弹簧加载地致动器隔膜以控制液体和/或诸如天然气管道中的气体的流动，如在2003年2月7日提交的本受让人的专利申请No.10/360,292中描述的那样，该文献在此引入作为参考。
背景技术：
用于控制流体流动的致动器阀是本领域公知的，它包括容纳有致动器隔膜的致动器外壳，该致动器隔膜被弹簧加载而抵在金属板上，并可以响应于提供的气压在致动器外壳中在相反方向上移动。致动器隔膜典型地在结构上与阀杆互连而操作流体流动阀，该阀杆可操作地连接到布置在流体流道中的阀座，以开启和关闭阀门。致动器隔膜在相对的法兰之间由螺栓固定而合适地布置在致动器外壳中，使致动器隔膜形成完全横过致动器外壳内部，形成不透过流体的屏蔽。这样，在致动器隔膜的一个表面上施加的气压将引起致动器隔膜在致动器外壳中对抗弹簧加载的力量而移动，因此引起阀杆的移动，阀杆将阀塞从阀座提起而开启流体控制阀。典型地，当没有气动压力作用在隔膜上时，该隔膜通常被弹簧加载在使阀塞抵住阀座而密封的位置上，以保持阀门处于关闭位置。
已知的弹簧加载的致动器隔膜的一个主要问题是经过长期使用后，不能使螺栓固定的致动器隔膜保持在致动器外壳相对的法兰之间。致动器隔膜法兰保持力是法兰几何形状、隔膜材料性能、未支撑的隔膜区域、压力差异和螺栓应力间的平衡。不能使致动器隔膜保持在致动器外壳法兰之间将导致气动压力的损失和丧失对阀门开启和关闭的控制。致动器隔膜材料必须足够硬使得它可以合适地在致动器外壳的相对法兰之间受到应力(被压紧)而不发生断裂、撕裂或其它物理损害，这样当在阀门操作期间被重复弯曲时，该隔膜可以被保持、夹入和压紧在相对的法兰之间；然而该隔膜材料还必须在相对低的温度下，如低至-40℃时是柔软的和柔韧的，以长期承受持续的弯曲而不发生物理损害。硬度较低的橡胶比较硬的橡胶可经受更小的压力，从而法兰保持力变小。在此提供的数据中，测试的材料具有肖氏硬度A为约85，以及增加的耐压缩变定性，同时在-40℃下保持足够的柔韧性。典型的现有技术中的弹簧加载的致动器隔膜的肖氏硬度A为约60。另外，弹簧加载的致动器隔膜与位于致动器外壳中典型地为金属板的阀杆连接结构间持续摩擦接触，因此需要足够的抗磨性和耐撕裂性以保持很长的有效寿命。
已经发现本发明所描述的橡胶组合物具有优异的硬度、拉伸强度、抗压强度、耐撕裂性、抗磨性、耐烃化物性、耐高温性、非脆性且在如-40℃的低温下的柔韧性，并且当被压在相对的结构，如法兰之间时提供更好的摩擦接合，以保持用作流体控制阀的弹簧加载的致动器隔膜意想不到的长寿命。

发明内容
本发明所述的橡胶组合物用于任何环境，其中采用片材形式的，具有或没有增强织物的橡胶组合物要求耐烃化物性、低温柔韧性、优异的拉伸强度和耐撕裂性、流体不透过性、抗磨性、以及在机械强度和低温柔韧性之间的优异平衡。本发明所述的橡胶组合物具有优异的硬度、柔韧性、拉伸强度、拉伸伸长率、压缩变定、耐热老化性和耐烃化物性，同时当在保持结构中被压紧时，如在弹簧加载的致动器外壳的相对的法兰之间被压紧时，能够保持摩擦接合。组合物也用于汽车部件，如接头套；电气部件；麦弗逊支柱套；下拉杆套；球接头密封；转向拉杆密封；万向接头密封；空气悬架用减压箱(bellows for air suspensions)；转动膜片；传动轴罩；O形环；垫圈；防水织物；管子；软管，如动力转向胶管和园艺胶管；真空管；盘管；传送带；高尔夫球棒柄；鞋底；和汽车保险杠。组合物的优选用途是，以片材形式作为弹簧加载的致动器隔膜，优选用合适的织物，如机织尼龙，来增强。
因此，本发明所描述的橡胶组合物的一个方面是提供在硬度、可压缩性和低温柔韧性间具有平衡性能的橡胶组合物。
本发明所描述的橡胶组合物的另一方面是提供硫化的片状橡胶制品，该制品具有足够的硬度和可压缩性，以在相对的法兰之间被压紧时保持它们的位置，同时该制品还保持足够的柔韧性，特别在例如-40℃的低温下，当被重复弯曲和拉伸时可保持意想不到的长的有效寿命，而不被从法兰之间拉出。
本发明所述的橡胶组合物和橡胶制品的另一方面是提供片材形式的能够硫化的橡胶组合物，其自身、或同时与增强材料如夹在两个橡胶组合物层之间的布置在中间的织物层，形成长寿命隔膜，特别用作流体控制阀的弹簧加载的致动器隔膜。
本发明所述的橡胶组合物和橡胶制品的再一方面是提供一种橡胶组合物，该橡胶组合物含有二氧化硅填料以及能够使该二氧化硅填料和共聚物橡胶偶联的偶联剂，用于当与金属隔膜板和致动器的任何其它金属组件动态接触时，获得该橡胶涂覆的隔膜的更好抗磨性。
本发明所述的橡胶组合物和橡胶制品的又一方面是提供含有合适增塑剂的组合物，所用增塑剂的量能够使该组合物在相对的被树脂涂覆的法兰之间压紧时与法兰涂料组合物中的树脂粘合。


从如下结合附图的详细描述中，本发明所描述的橡胶组合物、橡胶制品和增强的橡胶制品的以上和其它的方面和优点是更显然的，其中
图1说明通过致动器操作的流体控制阀的截面前视图，该致动器包括容纳有致动器隔膜的致动器外壳，该致动器隔膜包括本发明所描述的橡胶组合物；和
图2是以表1中的数据用温度对压缩(％)作的图。
具体实施例方式
已发现，本发明所描述的橡胶组合物作为弹簧加载的致动器隔膜材料具有特别长的寿命，该隔膜材料可保持在相对的法兰之间被压紧的，诸如用螺栓固定的位置，同时保持优异的可压缩性、低温柔韧性、耐烃化物性、抗磨性和机械强度。该组合物包括共聚物橡胶组分；用于共聚物橡胶的增塑剂；用于共聚物橡胶的硫化剂；二氧化硅填料；和在优选的实施方式中，还包括能够将二氧化硅填料与共聚物橡胶偶联的偶联剂，如硅烷偶联剂。
在此，范围可以表达为从“约”或“大约”一个特定值和/或到“约”或“大约”另一个特定值。当表达这样的范围时，另一个实施方式包括从一个特定值和/或到另一个特定值。相似地，当通过使用先行词″约″将数值表达为近似值时，应理解该特定值形成另一个实施方式。
优选的共聚物橡胶通过使诸如丙烯腈和/或甲基丙烯腈的不饱和腈与诸如1，3-丁二烯、异戊二烯和/或1，3-戊二烯的共轭二烯烃进行共聚而制备。最优选的共聚物橡胶应当含有约10wt％～约45wt％的不饱和腈，优选丙烯腈；约55wt％～约90wt％共轭二烯烃，优选1，3-丁二烯，以在硬度和柔韧性之间保持适当的平衡。包含适当平衡的不饱和腈和共轭二烯烃的合适的未硫化橡胶可以从Bayer公司的PERBUNAN商标下购得，门尼粘度(ASTMD1646)为40～50。优选的共聚物的分子量在约50,000～约1,000,000的范围内，优选购自Bayer公司的PERBUNAN 2845C。用于本发明所述目的的其他共聚物橡胶的例子包括丙烯腈-丁二烯共聚物橡胶、丙烯腈-异戊二烯共聚物橡胶、丙烯腈-丁二烯-异戊二烯共聚物橡胶、丙烯腈-丁二烯-丙烯酸甲酯共聚物橡胶和丙烯腈-丁二烯-丙烯酸丁酯共聚物橡胶。其中最合适的是丙烯腈-丁二烯共聚物橡胶。
为保持共聚物橡胶的适当交联密度或为在硬度和低温柔韧性之间保持适当的平衡，将共聚物橡胶采用合适的硫化剂进行固化，硫化剂用量为每100重量份共聚物橡胶约0.01～约10重量份，优选约1～约3重量份。能够硫化共聚物橡胶的任何硫化剂都是有用的。合适硫化剂的例子包括硫；氯化硫；二氧化硫；肟如对醌二肟；氨基甲酸盐如己二胺氨基甲酸盐；和/或乙二胺氨基甲酸盐；硒一氧化铅；有机过氧化物等。优选的硫化剂是硫。合适的有机过氧化物交联剂(硫化剂)包括过氧化二异丙苯；过氧化二叔丁基；过氧化叔丁基异丙苯；过氧化苯甲酰；过氧化2，4-二氯苯甲酰；2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧)己炔-3；1，1-二-(叔丁基过氧)-3，3，5-三甲基环己烷；过氧苯甲酸叔丁酯；2，5-二甲基-2，5-二(苯甲酰基过氧)己烷；和1，3-二(叔丁基过氧异丙基)苯。
组合物也应当包括适宜的增塑剂，增塑剂的用量为每100重量份共聚物橡胶约1～约30重量份，优选约5-约20重量份，最优选约10重量份。合适的增塑剂包括称为加工油或增量油的矿物油型橡胶软化剂；邻苯二甲酸酯，如邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二乙酯、丁基苄基邻苯二甲酸酯、二-2-乙基己基邻苯二甲酸酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸双十一烷基酯、邻苯二甲酸二异壬酯等；磷酸酯，如磷酸三甲苯酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三-2-乙基己酯、磷酸三甲酯、三丁氧基乙基磷酸酯、三-氯乙基磷酸酯、三-二氯丙基磷酸酯、多聚磷酸酯、磷酸三苯酯、三-二甲苯基磷酸酯、磷酸甲酚二苯基酯、二甲苯基二苯基磷酸酯、2-乙基己基二苯基磷酸酯、磷酸三月桂酯、磷酸三-十六烷基酯、磷酸三-十八烷基酯、磷酸三油烯酯等；偏苯三酸酯，如偏苯三酸辛酯、偏苯三酸异壬酯、偏苯三酸异癸酯等；二季戊四醇酯；脂肪酸酯，如己二酸二辛酯、己二酸二甲酯、二-2-乙基己基己二酸酯、己二酸二异丁酯、己二酸二丁酯、己二酸二异癸酯、二丁基二甘醇己二酸酯、二-2-乙基己基壬二酸酯、壬二酸二辛酯、癸二酸二辛酯、二-2-乙基己基癸二酸酯、甲基乙酰基蓖麻醇酸酯等；均苯四酸酯，如均苯四酸辛酯等；环氧化增塑剂，如环氧大豆油、环氧亚麻子油、环氧烷基醇-脂肪酸酯(如，环氧辛醇-脂肪酸酯)等；聚醚增塑剂，如己二酸醚酯、聚醚酯、聚醚等。这些增塑剂可以单独使用或两种或两种以上组合使用。优选是脂肪酸酯和脂肪酸醚，特别是脂肪酸酯，如购自C.P.Hall公司的PLASTHALL226，它是二丁氧基乙氧基乙基己二酸酯(DBEEA)。
根据本发明所述的橡胶组合物和橡胶制品的一个重要的实施方式，该橡胶组合物应当包括填料，优选二氧化硅填料，更优选二氧化硅填料与另一种填料，例如炭黑的组合。本发明实施方式中，二氧化硅填料在共聚物橡胶组合物中的量应为每100重量份共聚物橡胶中含有约10～约80重量份二氧化硅填料，优选为20～60重量份，以长期提供足够的循环寿命(耐磨性和抗磨性)同时保持足够低的储能模量开始温度，如-51℃到-20℃，优选-45℃到-35℃。已经发现添加本发明所述的二氧化硅填料为橡胶组合物提供特别的抗磨性。除二氧化硅以外，为获得橡胶组合物用作隔膜材料的完美的优点，另一种填料，优选炭黑，应当包括在组合物中用于保持机械和结构性能，特别当夹入和保持在相对的法兰之间时。合适的另外的填料，除炭黑以外，包括滑石、碳酸钙、三水合氧化铝、石棉、浮石粉、玻璃纤维、云母、木粉等。加入的填料总量应当为每100重量份共聚物橡胶中约40～200重量份。二氧化硅填料和另外的填料的比例优选为约1～约3重量份的二氧化硅填料比约2～约4重量份另外的填料。当组合物中含有另外的填料时，优选二氧化硅填料少于另外的填料，优选每3～4重量份另外的填料配比约2到小于3重量份的二氧化硅填料。
为达到本发明所述的橡胶组合物的二氧化硅填料实施方式的完美优点，二氧化硅填料应当是粒度为约5～约300微米的煅制的二氧化硅或沉淀的二氧化硅。根据此实施方式，至少90％二氧化硅粒子的粒度应当小于约200微米。优选的二氧化硅填料材料是沉淀的二氧化硅，从Degussa A.G.公司获得商标名为ULTRASILVN3 SP。
根据本发明所述的橡胶组合物和制品的另一个重要实施方式，已经发现法兰，或接触和压紧橡胶制品的其它结构，当被含有合适树脂的油漆组合物涂覆时，可对橡胶制品提供更好的摩擦和粘合附着。令人惊奇的是，当将本发明所述的橡胶制品与油漆组合物进行充分压紧，以在油漆组合物中的树脂和橡胶制品中的增塑剂之间提供紧密接触时，可获得粘合。能够与上述增塑剂粘合的合适的树脂包括聚酯，如聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、或聚对苯二甲酸乙二酯；聚氨酯；聚醚；醇酸树脂；丙烯酸类聚合物和共聚物；胶乳聚合物和共聚物；环氧树脂等。约1.3MPa～15MPa的压力能够使涂覆的树脂机械地和/或化学地与橡胶制品中的增塑剂相粘合，只要每100重量份共聚物橡胶的橡胶制品中包含约1重量份到高至约30重量份，优选约3～约20重量份的增塑剂。
为达到本发明所述的橡胶组合物的完美优点，应当选择增塑剂使得它在油漆(涂料)组合物所含的树脂中具有一定的溶解度，用于使橡胶组合物与法兰表面上所接触的涂料相粘合。更特别地，橡胶组合物所含的增塑剂应当在每100克涂料树脂中溶解至少约0.1克，优选在每100克涂料树脂中溶解至少约0.5克增塑剂，和更优选增塑剂溶解度为每100克涂料树脂中溶解至少1～5克增塑剂。该另外的粘合为橡胶制品提供了另外的和意想不到的保持力，特别是当该制品作为弹簧加载的致动器隔膜，在压紧的法兰或压紧以保持其位置的其它固定结构之间时。
根据本发明所述的橡胶组合物的又一个实施方式，在将如优选的二氧化硅填料之类的填料材料掺入橡胶或加到橡胶组合物之前，将诸如硅烷偶联剂的偶联剂加入填料中，其用量为每100重量份填料约0.1～约20，优选约2～约10重量份的偶联剂。偶联剂使二氧化硅填料与共聚物橡胶结合，以在橡胶组合物中获得意想不到的增加的机械强度、撕裂强度和抗磨性，用于当成形为隔膜时增加循环寿命的和具有更好的法兰保持力的橡胶组合物。当将橡胶组合物以片材形式硫化并布置在相对的法兰之间作为弹簧加载的致动器隔膜时，该增加的强度是特别明显的，由于其增加的抗压强度达到意想不到的增加的有用循环寿命和法兰保持力。
有用的偶联剂或填料活化剂包括选自硅烷、钛酸酯、铝酸酯、锆酸酯及其混合物所组成的组中；特别是诸如三(甲氧基-乙氧基)乙烯基硅烷或巯基硅烷的有机硅烷、有机钛酸酯、有机铝酸酯和/或有机锆酸酯。基于共聚物橡胶的重量，偶联剂的浓度应当为至少约0.1wt％，优选约0.1wt％～约20wt％，更优选约0.5wt％～约6wt％，和最优选约1wt％～约4wt％。优选的偶联剂具有如下结构
其中x＝Si、Ti、Zr或Al
其中R1是直接连接到Si、Ti、Zr或Al原子(x)的有机基团，优选为烷基或胺基，R2、R3和R4的至少一个是含有能够与来自二氧化硅的-OH基的氢进行缩合反应的官能团的基团，优选为有机官能团，优选选自H、卤素、烷氧基、酰氧基和胺；并且R2、R3和R4中的至少另一个能够在共聚物橡胶中与共轭二烯烃的双键进行反应。
市售硅烷偶联剂的例子包括乙烯基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基苄基阳离子硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)-四硫化物、3-巯基丙基三甲氧基硅烷和3-氯丙基三甲氧基硅烷。
各种添加剂可引入本发明所述的共聚物橡胶组合物中，如稳定性控制剂、成核剂、颜料、抗氧剂、除酸剂、紫外吸收剂、阻燃剂、加工助剂、交联促进剂、补强粒子和加工助剂、硫化促进剂等。对于每100份共聚物橡胶，这些添加剂的结合量应当小于约15重量份。
根据制造本发明所述的橡胶组合物的偶联剂实施方式的优选实施方式，在二氧化硅粒子引入未硫化的共聚物橡胶之前，将偶联剂与二氧化硅粒子混合。这样，二氧化硅填料粒子通过偶联剂强烈地与橡胶结合，并为组合物提供好得多的机械性能。
根据制造本发明所述的橡胶组合物的偶联剂实施方式的另一个实施方式，在二氧化硅粒子引入未硫化的共聚物橡胶之前，将偶联剂涂覆到二氧化硅粒子上。这样，二氧化硅填料粒子通过偶联剂牢固地与橡胶结合，并为组合物提供好得多的机械性能。当把涂覆的填料加入到橡胶组合物之前对填料粒子进行涂覆时，偶联剂(活化剂)的加入量优选为约0.1wt％～约15wt％，优选约0.4wt％～约10wt％，基于被包覆的填料粒子重量。
根据橡胶组合物和用其制造的制品的另一个实施方式，该橡胶材料用织物，优选用诸如尼龙，如尼龙6，6；聚酯；聚芳酰胺；棉或丝之类的机织织物而增强。在优选的实施方式中，将织物夹在未硫化橡胶片的两层之间，每层的厚度为如0.040到0.050英寸。可以压延此复合夹层物以达到最大密度和预定厚度，或可以直接压缩模塑。在任一种情况下，将未硫化的夹层物通常冲切成预成型品以放入开口压塑模具中，其中将阳半模和阴半模精确机器加工成最终的回旋形状和尺寸，封闭预成型品并加热以活化橡胶配制剂中的硫化配混物，以获得交联或硫化的复合隔膜。通常将织物/橡胶复合材料修边成所需的外径，该外径包括法兰区域中的螺栓孔，以生产最终部件，如图1中所示的弹簧加载的致动器隔膜。合适的模塑条件是模头温度为约130℃～200℃，硫化时间为约3～30分钟，和模塑压力为约50～约150kg/cm2。
图1表示的是用于在流体管道12中控制流体流动的弹簧加载的致动器阀10的例子。弹簧加载的致动器阀10通常包括含有致动器隔膜16的致动器外壳14，该致动器隔膜16通过弹簧18而被弹簧加载，并在向下的(阀门关闭的)位置接触板20。所述隔膜可操作地在结构上与阀杆21和阀塞22互连，以使阀塞22抵住阀座24而密封，直到对隔膜16提供的气动压力压缩弹簧18以通过阀杆21提升阀塞22，从而开启阀门，并使流体可通过流体管道12流动。
实施例
弹簧加载的致动器隔膜从如下物质形成丙烯腈与1，3-丁二烯的重量比为约28比约72的丙烯腈/1，3-丁二烯共聚物橡胶(PERBUNAN2845C)；10wt％PLASTHALL226，40wt％煅制的二氧化硅(ULTRASILVN-3 SP)；60wt％炭黑和1.5wt％作为硫化剂的硫(所有重量都基于共聚物橡胶的重量)，围绕布置在中心的机织尼龙6，6织物，该织物在每个方向的厚度为约每厘米16线(每英寸40线)，Mullen爆裂强度为约1.4Mpa(700磅/英寸2(psi))，重量为120gms/m2～131gms/m2(4.65～5.05盎司/码2)，厚度为0.25mm～0.30mm(0.010～0.012英寸)。所述隔膜(尼龙织物和两个橡胶组合物的围绕层)的总厚度是2.1mm±0.4mm(0.084英寸±0.015英寸)。如下数据(表I和II)从下表所示最优选的橡胶组合物形成的隔膜样品而获得
1每100份共聚物橡胶中含有的份数
2二丁氧基乙氧基乙基己二酸酯
3N-异丙基-N-苯基-对苯二胺(抗氧剂)
4N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺
5二硫化四甲基秋兰姆
混合方案
本伯里密炼机MB(Banbury MB)
加入共聚物橡胶并破裂1分钟。
将DSC-18与Ultrasil VN3共混，并立即加入混合机。
将Stearic Acid、Kadox 920C和Santogard PVI与1/2的N-550 Black混合，并加入混合机。
清扫，将Plasthall 226与剩余的N-550 Black混合，并加入混合机。
清扫并加入Agerite Resin D，Struktol WB-300，Sunproof Junior和Flexzone3C。
降低或当温度达到150℃时。结合批次物之后立即在开炼机上加入Rhenorgran S-80。
共混3分钟和下片。在促进之前贮存老化24小时。
开炼机促进
结合MB
分别加入Methyl Tuads，Vanax A--不要将化学品一起混合
下片
表I
％压缩变定测试
概述
Temp() ％压缩变定
7314.7
158 23.1
212 46.6
302 71.9
动态力学分析冷测试
100℃，168小时热老化测试
表II
耐烃化物性测试
烃化物环己烷(75)
烃化物SAE 20油(75)
烃化物丙烷(75)
无水氨(75)
权利要求
1、一种可硫化橡胶组合物，该组合物包括不饱和腈和共轭二烯烃的共聚物橡胶，比例范围为10～45重量份不饱和腈比55～90重量份共轭二烯烃；用量为每100重量份共聚物橡胶1～30重量份的用于该共聚物橡胶的增塑剂；用量为每100重量份共聚物橡胶约10～约80重量份的二氧化硅填料；填料；用量为每100重量份共聚物橡胶1～20重量份的偶联剂，以及用量为每100重量份共聚物橡胶约0.01～约10重量份用于共聚物橡胶的硫化剂。
2、根据权利要求1所述的橡胶组合物，其中不饱和腈选自由丙烯腈、甲基丙烯腈及其混合物所组成的组中；共轭二烯烃选自由1，3-丁二烯、异戊二烯、1，3-戊二烯及其混合物所组成的组中。
3、根据权利要求2所述的橡胶组合物，其中不饱和腈包括丙烯腈，共轭二烯烃包括1，3-丁二烯。
4、根据权利要求1所述的橡胶组合物，其中共聚物橡胶包括约10～约30重量份的不饱和腈和约70～约90重量份的共轭二烯烃；并且其中该橡胶组合物进一步包括用于使所述填料与所述共聚物橡胶偶联的、用量为每100重量份共聚物橡胶约0.1～约20重量份的偶联剂，且其中所述填料包括二氧化硅填料。
5、根据权利要求1所述的橡胶组合物，其中增塑剂选自由邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸丁基苄基酯、二-2-乙基己基邻苯二甲酸酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸双十一烷基酯、邻苯二甲酸二异壬酯、偏苯三酸辛酯、偏苯三酸异壬酯、偏苯三酸异癸酯、二季戊四醇酯、己二酸二辛酯、己二酸二甲酯、二-2-乙基己基己二酸酯、己二酸二异丁酯、己二酸二丁酯、己二酸二异癸酯、二丁基二甘醇己二酸酯、二-2-乙基己基壬二酸酯、壬二酸二辛酯、癸二酸二辛酯、二-2-乙基己基癸二酸酯、甲基乙酰基蓖麻醇酸酯、均苯四酸辛酯、环氧大豆油、环氧亚麻子油、环氧辛醇-脂肪酸酯、己二酸醚酯、聚醚酯、聚醚及其混合物所组成的组中。
6、根据权利要求5所述的橡胶组合物，其中增塑剂选自由己二酸二辛酯、己二酸二甲酯、二-2-乙基己基己二酸酯、己二酸二异丁酯、己二酸二丁酯、己二酸二异癸酯、二丁基二甘醇己二酸酯、二-2-乙基己基壬二酸酯、壬二酸二辛酯、癸二酸二辛酯、二-2-乙基己基癸二酸酯、甲基乙酰基蓖麻醇酸酯、均苯四酸辛酯、环氧大豆油、环氧亚麻子油、环氧辛醇-脂肪酸酯、己二酸醚酯、聚醚酯、聚醚及其混合物所组成的组中。
7、根据权利要求6所述的橡胶组合物，其中增塑剂是二丁氧基乙氧基乙基己二酸酯，且其中该组合物包括二氧化硅填料和炭黑填料，其中二氧化硅填料和炭黑填料的重量比为1～3重量份的二氧化硅填料比约2～4重量份的炭黑。
8、根据权利要求1所述的橡胶组合物，其中二氧化硅填料是煅制的二氧化硅、沉淀的二氧化硅、处理的二氧化硅或其任何组合。
9、根据权利要求1所述的橡胶组合物，其中将填料采用选自由硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂及其混合物所组成组中的偶联剂进行处理。
10、根据权利要求9所述的橡胶组合物，其中偶联剂是硅烷偶联剂，该硅烷偶联剂具有能够与二氧化硅填料的OH基进行反应的官能团，并具有能够与共聚物的共轭二烯部分中所包含的双键进行反应的官能团。
11、根据权利要求1所述的橡胶组合物，其中硫化剂是硫。
12、根据权利要求1所述的橡胶组合物，其中该组合物以片材形式用0.1～10％的硫化剂硫化，以具有平衡的交联密度，使得拉伸强度、压缩变定、耐烃化物溶胀性和储能模量开始温度足以在压力下保持该组合物而不在重复的弯曲和拉伸时撕裂。
13、一种织物增强的橡胶制品，该制品通过将机织或无纺形式的织物层夹在权利要求1的橡胶组合物的两个片之间，在足以使围绕织物层的橡胶片一起硫化的温度下，将该围绕织物的橡胶片一起压制而形成的。
14、根据权利要求13所述的织物增强的橡胶制品，其中织物层是机织织物。
15、根据权利要求14所述的织物增强的橡胶制品，其中机织织物选由自尼龙、聚芳酰胺、聚酯、丝、棉及其组合所组成的组中。
16、根据权利要求15所述的织物增强的橡胶制品，其中织物由尼龙6，6织造。
17、一种致动器隔膜，采用片材形式或模塑回旋形式可操作地互连到一结构上，该结构响应于施加到隔膜主表面的气动压力而使隔膜移动从而可开启或关闭阀门，该隔膜包括权利要求1的硫化组合物。
18、一种致动器隔膜，采用片材形式或模塑回旋形式可操作地互连到一结构上，该结构响应于施加到隔膜主表面的气动压力而使隔膜移动从而可开启或关闭阀门，其中橡胶组合物包括权利要求2的硫化组合物。
19、一种致动器隔膜，采用片材形式或模塑回旋形式可操作地互连到一结构上，该结构响应于施加到隔膜主表面的气动压力而使隔膜移动从而可开启或关闭阀门，其中该隔膜包括权利要求13的织物增强的橡胶制品。
20、一种致动器隔膜，采用片材形式或模塑回旋形式可操作地互连到一结构上，该结构响应于施加到隔膜主表面的气动压力而使隔膜移动从而可开启或关闭阀门，其中隔膜包括权利要求13的织物增强的橡胶制品。
21、一种致动器隔膜，采用片材形式或模塑回旋形式可操作地互连到一结构上，该结构响应于施加到隔膜主表面的气动压力而使隔膜移动从而可开启或关闭阀门，其中该隔膜包括权利要求14的织物增强的橡胶制品。
22、一种致动器隔膜，采用片材形式或模塑回旋形式可操作地互连到一结构上，该结构响应于施加到隔膜主表面的气动压力而使隔膜移动从而可开启或关闭阀门，其中该隔膜包括权利要求15的织物增强的橡胶制品。
23、一种致动器隔膜，采用片材形式或模塑回旋形式可操作地互连到一结构上，该结构响应于施加到隔膜主表面的气动压力而使隔膜移动从而可开启或关闭阀门，其中该隔膜包括权利要求16的织物增强的橡胶制品。
24、根据权利要求17所述的致动器隔膜，其中该隔膜在由含树脂的涂料组合物涂覆的一对法兰间压紧，并且充分压紧该隔膜相对的表面，以使隔膜中的增塑剂和法兰涂料组合物中所含的树脂相粘合，用来增加该隔膜在相对的法兰间的保持力。
25、根据权利要求18所述的致动器隔膜，其中该隔膜在由含树脂的涂料组合物涂覆的一对法兰间压紧，并且充分压紧该隔膜相对的表面，以使隔膜中的增塑剂和法兰涂料组合物中所含的树脂相粘合，用来增加该隔膜在相对的法兰间的保持力。
26、根据权利要求19所述的致动器隔膜，其中该隔膜在由含树脂的涂料组合物涂覆的一对法兰间压紧，并且充分压紧该隔膜相对的表面，以使隔膜中的增塑剂和法兰涂料组合物中所含的树脂相粘合，用来增加该隔膜在相对的法兰间的保持力。
27、根据权利要求20所述的致动器隔膜，其中该隔膜在由含树脂的涂料组合物涂覆的一对法兰间压紧，并且充分压紧该隔膜相对的表面，以使隔膜中的增塑剂和法兰涂料组合物中所含的树脂相粘合，用来增加该隔膜在相对的法兰间的保持力。
28、根据权利要求21所述的致动器隔膜，其中该隔膜在由含树脂的涂料组合物涂覆的一对法兰间压紧，并且充分压紧该隔膜相对的表面，以使隔膜中的增塑剂和法兰涂料组合物中所含的树脂相粘合，用来增加该隔膜在相对的法兰间的保持力。
29、根据权利要求22所述的致动器隔膜，其中该隔膜在由含树脂的涂料组合物涂覆的一对法兰间压紧，并且充分压紧该隔膜相对的表面，以使隔膜中的增塑剂和法兰涂料组合物中所含的树脂相粘合，用来增加该隔膜在相对的法兰间的保持力。
30、根据权利要求23所述的致动器隔膜，其中该隔膜在由含树脂的涂料组合物涂覆的一对法兰间压紧，并且充分压紧该隔膜相对的表面，以使隔膜中的增塑剂和法兰涂料组合物中所含的树脂相粘合，用来增加该隔膜在相对的法兰间的保持力。
31、根据权利要求24所述的致动器隔膜，其中在法兰涂料组合物中所含的树脂包括选自由聚酯、聚醚、聚丙烯酸类、聚氨酯、胶乳、醇酸树脂类、环氧类或其组合所组成组中的聚合物或共聚物。
32、根据权利要求31所述致动器隔膜，其中所述法兰涂料树脂选自由聚氨酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、醇酸树脂和环氧树脂所组成的组中。
33、一种开启和关闭阀门用于控制管道中流体流动的方法，该方法包括可操作地将阀塞与包括权利要求1所述橡胶组合物的致动器隔膜连接，和在致动器隔膜的主表面上提供气动压力用于移动阀塞进入或离开阀座。
全文摘要
已发现本发明描述的橡胶组合物作为弹簧加载的致动器隔膜材料具有特别长的寿命，该隔膜材料在相对的法兰间被压紧例如用螺栓固定时，保持其位置，同时保持优异的可压缩性、低温柔韧性、耐烃化物性、抗磨性和机械强度。该组合物包括共聚物橡胶组分；用于该共聚物橡胶的增塑剂；用于该共聚物橡胶的硫化剂；二氧化硅填料；和能够使二氧化硅填料与共聚物橡胶偶联的偶联剂，如硅烷偶联剂。在此，范围可表达为从“约”或“大约”一个特定值和/或到“约”或“大约”另一个特定值。当表达这样的范围时，包括从一个特定值和/或到另一个特定值的另一实施方式。
文档编号C08J5/22GK1871123SQ20048003149
公开日2006年11月29日 申请日期2004年10月19日 优先权日2003年11月13日
发明者特德·丹尼斯·格拉波 申请人:费希尔控制产品国际有限公司